祝春雨,谢小辉,朱 悦

(苏州大学 机电工程学院,江苏 苏州 215000)

随着工业机器人应用的日益成熟,制造行业开始大批量采用工业机器人替代人工进行产品加工和装配[1]。机器人自动装配是工业自动化生产中的典型作业,利用机器人替代人进行上下料等方面的工作[2,3]。在机器人制造系统中,姿势对齐和视觉定位在装配前是必不可少的[4]。在基座与大臂的装配过程中,基座的孔位与大臂的螺纹孔对齐是基座装配过程中的关键工艺。传统手工装配方式效率低下且产品质量不一。视觉装配机器人可以有效解决上述问题。采用装配机器人代替人工可以提高效率,降低劳动强度[5,6]。

Liu等[7]利用3个显微摄像机和力传感器实现了长圆柱构件的位姿对准。徐远[8]等采用力反馈和两次视觉定位的方法,实现了机器人定位精度由粗到细的改进。这些方法完成了位置定位和单一方向的角度校准,考虑到在实际生产情况下,需要对装配工件六自由度空间完成校准,本文提出一种激光位移传感器测量技术和机器视觉技术相结合实现大臂工件六自由度定位和矫正的方法。

1 装配系统总体设计

如图1所示,机器人装配系统主要由3个激光位移传感器、2个电荷耦合元件(Charge coupled device,CCD)相机、2个六轴机器机械末端夹持器和1台工控机组成。

图1 机器人自动装配系统

单个相机可以识别工件在平面上的位姿信息,激光位移传感器可以识别大臂搬运过程中的位姿变化,二者结合可以对装配工件的6个自由度空间进行校准。……